Bài giảng Dẫn đường và quản lý không lưu - Chương 2: Bản đồ và biểu đồ - Hà Duyên Trung

DẪN ĐƯỜNG VÀ QUẢN LÝ KHÔNG LƯU (ET5290) TS. Hà Duyên Trung Bộ môn Điện tử Hàng không – Vũ trụ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Điện tử - Viễn thông Bản đồ và Biểu đồ 2 Nội dung 1. Khái niệm chung 2. Thiết lập và chọn phép chiếu 3. Tỉ lệ xích không đổi & độ phương vị trung thực 4. Các phép chiếu Bản đồ và biểu đồ 3 Khái niệm • Bản đồ: là sự mô tả quy ước tất cả mặt đất hay một phần mặt đất được thu nhỏ lại lên mặt phẳng giấy. • Phép chiếu đồ là một phương pháp trình bày có hệ thống các kinh tuyến và vĩ tuyến của địa cầu lên mặt phẳng. Bản đồ và biểu đồ 4 Khái niệm • Sơ đồ: là sự mô tả quy ước địa hình, địa vật lên mặt phẳng giấy với tỉ lệ lớn đặc biệt. • Khi thiết lập sơ đồ không cần tính đến độ cong của quả đất. Sơ đồ vẽ bán kính chừng 15-20nm. Trên sơ đồ có thể diễn đạt tất cả các chi tiết địa hình mà không bị sai lệch, thông thường sơ đồ lập tỉ lệ 200m trong 1cm (656 feet/cm) 1:10.000, 1:20.000 Bản đồ và biểu đồ 5 Thiết lập một phép chiếu • Căn cứ vào tính chất nhiệm vụ. Người ta ứng dụng một phương pháp để chuyển các kinh tuyến, vĩ tuyến lên bản đồ nhằm giữ được một số đặc tính đã chọn càng giống càng tốt. các phương pháp chiếu có thể theo toán học hay phép chiếu bối cảnh. • Phép chiếu bối cảnh hay phép chiếu hình học bao gồm chiếu trực tiếp hệ tọa độ trên địa cầu từ một điểm được chọn lên mặt có thể triển khai được. Tính chất và hình dàng của bản đồ được thiết lập tùy thuộc vào hai yếu tố : mặt khai triển và vị trí của điểm chiếu. Bản đồ và biểu đồ 6 Cách chọn phép chiếu • Phép chiếu đồ lí tưởng là phải ghi đúng các đặc tính trên địa cầu và phải đạt phương hướng thật đúng. Khoảng cách phải theo một tỉ lệ không đổi trên toàn bộ bản đồ, kích thước và hình dạng các đặc điểm địa lí chính xác, các đặc tính phải đạt là: – Sự tương hợp ( giống nhau ) – Diện tích đồng đều – Tỉ lệ xích không đổi – Các vòng tròn lớn ( đường orthodrom ) là đường thẳng – Các đường cong góc đều ( locxodrom ) là đường thẳng – Góc phương vị trung thực – Vị trí địa dư dễ xác định Bản đồ và biểu đồ 7 Tỉ lệ xích không đổi • Diện tích đồng đều: các loại bản đồ này muốn tạo diện tích không đổi của các vùng đất trên toàn cả bản đồ, mặc dù hình dáng thật có bị biến dạng, vì phải kéo kinh độ gia tăng thì phải giảm vĩ độ tương ứng. • Đường thẳng: bản chất của đường thẳng đối với bản đồ cũng quan trong như tính chất tương hợp. Đường locxorom và orthodrom mà Phi công – Hoa tiêu vẽ bên bản đồ phải là đường thẳng mà những đường này lại là đường cong. Chỉ có phép chiếu Mercator mới diễn đạt được các đường orothodrom tức là bay theo vòng tròn lớn là đường ngắn nhất nối liền giữa hai điểm trên quả đất. Bản đồ và biểu đồ 8 Độ phương vị và trung thực • Một phép chiếu tạo được phương hướng hay góc phương vị trung thực trên toàn bản đồ là điều lí tưởng nhất. Nhất là đối với Phi công – Hoa tiêu. Đặc tính này đòi hỏi một bản đồ phải có sự tương hợp, trên đó các đường orthodrom biểu diễn thành những đường thẳng và sẽ không thể có được loại bản đồ này. • Tuy nhiên, kiểu chiếu đồ phương vị (AZIMUTHAL CHART) có thể trình bày phương thực sự của một đường orthodrom nhưng chỉ ngay tâm điểm của hình chiếu, hoặc tại tiếp điểm của bản đồ. Bản đồ và biểu đồ 9 Các phép chiếu đồ • Các phép chiếu : – Theo độ phương vị – Theo hình trụ – Theo hình nón Bản đồ và biểu đồ 10 Các phép chiếu đồ • Các phép chiếu : Theo độ phương vị – Còn gọi là theo thiên đỉnh – Các điểm trên địa cầu được chiếu trực tiếp lên một mặt phẳng tiếp xúc với địa cầu – Nếu góc điểm chiếu là tâm hình cầu: chiếu XUYÊN TÂM – Nếu góc điểm chiếu nằm trên mặt địa cầu, xuyên tâm qua tiếp điểm của mặt phẳng: phép CHIẾU NỔI – Nếu góc điểm chiếu nằm ở vô cực: chiếu TRỰC HỌA Bản đồ và biểu đồ 11 Các phép chiếu đồ Bản đồ và biểu đồ 12 Các phép chiếu đồ Bản đồ và biểu đồ 13 Các phép chiếu đồ  Phép chiếu xuyên tâm - Ưu điểm: Phép chiếu phối cảnh Điểm chiếu được chiếu từ tâm địa cầu lên mặt phẳng tiếp xúc với địa cầu tại bất cứ điểm nào đã chọn. Mỗi vòng tròn lớn đều cắt qua tâm địa cầu nên điểm chiếu nằm được trên mặt phẳng của vòng tròn lớn, và là một đường thẳng. Bản đồ và biểu đồ 14 Các phép chiếu đồ Phép chiếu xuyên tâm - Nhược điểm: không giữ được sự tương hợp. Hình dáng đều biến dạng và góc đo không đúng thật. Độ phương vị chỉ đúng tại một điểm, đó là trung tâm của điểm chiếu. Bản đồ và biểu đồ 15 Các phép chiếu đồ Phép chiếu xuyên tâm vùng cực Đặc điểm: -Các kinh tuyến đều là những đường thẳng xuyên tâm tỏa ra từ cực theo góc độ trung thực vì chiếu theo độ phương vị tại tâm của hình chiếu. Các vĩ tuyến là những vòng tròn nhỏ trên địa cầu và được chiếu thành các vòng tròn đồng tâm • Các vùng biến dạng ngày càng lớn khi tiến gần đến các mép biên của phép chiếu • Không thể chiếu được xích đạo vì mặt phẳng chiếu và mặt phẳng xích đạo nằm song song Bản đồ và biểu đồ 16 Các phép chiếu đồ Phép chiếu xuyên tâm vùng cực • Các kinh tuyến và vĩ tuyến cắt nhau thành góc vuông nhưng tỉ lệ xích gia tăng dọc theo các vĩ tuyến khác với mức gia tăng trên các kinh tuyến. • Do đó phép chiếu xuyên tâm vùng cực không có tính chất tương hợp • Mục đích sử dụng: thường dùng để xác định đường bay theo vòng tròn lớn. Từ đó các đường bay này được chuyển sang bản đồ đánh dấu để kẻ đường hàng không (navigation plotting chart) Bản đồ và biểu đồ 17 Các phép chiếu đồ Phép chiếu xuyên tâm vùng xích đạo Đặc điểm: • Các kinh tuyến là những đường thẳng song song không cách đều nhau • Các vĩ tuyến là các Hyperbol bề lõm quy về phía các cực • Các góc giữa kinh tuyến và vĩ tuyến thay đổi • Không có sự tương hợp • Các vòng tròn lớn là những đường thẳng • Các đường Locxodrom cong . Bản đồ và biểu đồ 18 Các phép chiếu đồ Phép chiếu xuyên tâm vùng xích đạo Công dụng: • Bản đồ kiểu chiếu xuyên tâm vùng xích đạo dùng để xác định đường bay theo vòng tròn lớn. Rồi chuyển sang bản đồ đánh dấu đường hàng không (hoặc đường bay nào khác) . Bản đồ và biểu đồ 19 Các phép chiếu đồ Phép chiếu xuyên tâm nghiêng • Các phép chiếu không có sự tương hợp • Các góc hồi tự đều không đúng thực • Các vĩ tuyến là những đường cong và không cách đều nhau, phần lồi hướng về xích đạo • Công dụng: bản đồ loại này là để cho các đài tìm hướng để định vị các trục vô tuyến và dùng theo dõi máy bay bằng máy móc điện tử Bản đồ và biểu đồ 20 Các phép chiếu đồ Các phép chiếu nổi • Là phép chiếu diễn tả các kinh tuyến là những đường thẳng và tỏa ra từ một điểm là tâm của hình chiếu tượng trưng cho Bắc cực hay Nam cực • Các vĩ tuyến là những đường tròn đồng tâm. Khoảng cách giữa các vĩ tuyến gia tăng khi càng xa cực. Bản đồ và biểu đồ 21 Các phép chiếu đồ • Vòng tròn lớn gần như là đường thẳng ở gần các cực và cong, nếu ở xa các cực. phần lõm hướng về cực • Đường Locxodrom chạy xoắn ốc hướng về cực và cắt các kinh tuyến với những góc không đổi. Đường xoắn ốc tiến dần về cực nhưng không bao giờ tới cực. Bản đồ và biểu đồ 22 Các phép chiếu đồ Phép chiếu trực họa • Gốc từ nguồn chiếu tới vô cực. Chiếu ô vuông của địa cầu thu nhỏ lên một mặt phẳng tiếp xúc với địa cầu tại một điểm nào đó và thẳng hàng với gốc tia chiếu. • Nếu mp tiếp xúc với địa cầu tại Xích đạo. Các vĩ tuyến là những đường thẳng. Các kinh tuyến là những đường cong elip trừ kinh chạy qua tiếp điểm • Công dụng : dùng trong ngành du hành vũ trụ liên hành tinh Bản đồ và biểu đồ 23 Các phép chiếu đồ Phép chiếu cách đều độ phương vị • không có tính chất phối cảnh, diện tích không đồng đều và không có tính chất tương hợp. • Ứng dụng : dùng trong ngành hàng không và vô tuyến Bản đồ và biểu đồ 24 Các phép chiếu đồ Phép chiếu hình trụ mercator • Các kinh tuyến và vĩ tuyến không còn là đường thẳng • Đường locxodrom cũng không còn là đường thẳng • Các kinh tuyến và vĩ tuyến là những đường cong phức tạp • Bản đồ Mercator chiếu ngang khó đánh dấu các điểm địa lí Bản đồ và biểu đồ 25 Các phép chiếu đồ  Phép chiếu hình ống ngang có góc bằng nhau ( gause) Bản đồ và biểu đồ 26 Các phép chiếu đồ • Sai lệch ít • Các vĩ tuyến là những hình hơi cong, bề lồi hướng về xích đạo • Đường locxodrom có dạng cong, bề lồi hướng về xích đạo • Đường orthodrom có khoảng cách chừng dưới 600 dặm được coi như là đường thẳng Bản đồ và biểu đồ 27 Các phép chiếu đồ Phép chiếu mercator nghiêng • Giữ được tính tương hợp • Trục X bay theo vòng tròn lớn có tỉ lệ xích đúng thật • Mỗi đường bay theo một vòng tròn lớn phải thiết lập một phép chiếu riêng biệt • Góc phương vị vô tuyến không thể kẻ ngay trên bản đồ Bản đồ và biểu đồ 28 Các phép chiếu đồ Các phép chiếu hình nón ( Lambert ) Bản đồ và biểu đồ 29 Các phép chiếu đồ • Các kinh tuyến là những đường thẳng gặp nhau ở một tụ điểm • Các vĩ tuyến là những vòng tròn đồng tâm mà tâm là tụ điểm của các kinh tuyến • Kinh tuyến và vĩ tuyến cắt vuông góc với nhau • Công dụng : vẽ được những vùng có chiều rộng theo vĩ độ hẹp, còn theo kinh độ thì rộng ra. Thông thường, không có phép chiếu nào vừa giữ được sự tương hợp lại vừa đảm bảo được diện tích đồng đều Bản đồ và biểu đồ 30 Bản đồ và biểu đồ 31